一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用
阅读：2发布：2022-06-24
专利汇可以提供一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用，本 发明 涉及 生物 医学领域，具体涉及一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用。本发明是要解决已开发的 多模态成像 诊断和光热 治疗 的多功能纳米光热诊疗制剂合成过程复杂、成像诊断和光热性能以及生物安全性有待提高，且缺乏临床实验验证的问题。一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的粒径为50nm～200nm，光热转换效率达到20％～35％。方法：一、制备三 氧 化二铋纳米球分散液；二、多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备。本发明的多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为光热转换 纳米材料 用于 肿瘤 的光热治疗或作为多模态成像 造影剂 用于生物医学多模态成像。，下面是一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用专利的具体信息内容。
1.一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料，其特征在于以铋盐、酸溶液、强碱、二元醇、有机高分子聚合物、硒源和葡萄糖为原料制备的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的粒径为50nm～200nm，光热转换效率达到20％～35％。
2.如权利要求1所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法是按照以下步骤进行的：
一、将铋盐加入到酸溶液中，得到反应体系，向反应体系中加入强碱、二元醇和有机高分子聚合物，超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应
1h～5h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到白色三氧化二铋纳米球样品，将白色三氧化二铋纳米球样品分散于水中，得到三氧化二铋纳米球分散液；所述三氧化二铋纳米球分散液的浓度为(10～30mg/mL)；
所述铋盐的质量与酸溶液的体积比为1g:(20～25)mL；所述铋盐与强碱的质量比为
1:(0.2～0.4)；所述铋盐的质量与二元醇的体积比为1g:(120～150)mL；所述铋盐与有机高分子聚合物的质量比为1:(2.5～3.5)；
二、将硒源和葡萄糖溶解于水中，超声分散均匀，然后向其中加入三氧化二铋纳米球分散液，超声混合均匀超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应12h～24h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到固体物，对固体物进行透析3d～6d后，再采用乙醇洗涤3～5次，最后在温度为20℃～120℃的条件下真空干燥，得到黑色的多孔Bi2Se3纳米海绵材料；
所述硒源的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(40～60)mL；
所述葡萄糖的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(10～20)mL；
所述透析中采用的透析管的截留分子量为8000～10000Da。
3.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述铋盐为乙酸铋、硝酸铋、碳酸铋、枸橼酸铋和氯化铋中的一种或其中几种的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述酸溶液为硝酸、盐酸和醋酸中的一种或其中几种的混合物。
5.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述强碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种的混合物。
6.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述二元醇为乙二醇、丙二醇和丁二醇中的一种或其中几种的混合物。
7.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤一中所述有机高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物。
8.根据权利要求2所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法，其特征在于步骤二中所述硒源为亚硒酸钠、硒酸钠、亚硒酸钾、硒酸钾、二氧化硒和硒粉中的一种或其中几种的混合物。
9.如权利要求1所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用，其特征在于多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为光热转换纳米材料用于肿瘤的光热治疗。
10.如权利要求1所述的一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用，其特征在于多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为多模态成像造影剂用于生物医学多模态成像。
一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用
技术领域
背景技术
[0002] 随着纳米技术的发展，利用具有光响应的纳米材料将恶性肿瘤成像诊断技术与治疗技术相结合，以实现在临床上对恶性肿瘤的早期诊断及有效治疗成为了当今的研究热点。光热治疗或光动力学疗法与多模态实时成像(如荧光或光声成像)的结合由于具有优异的空间/时间选择性和特异性而引起了人们越来越多的关注。其中，光热治疗是近些年来发展起来的一种非侵入性、可快速定点杀伤肿瘤的新型治疗技术，主要是利用光热转换材料在近红外区对光能的特定吸收，将光能有效地转化为热能从而升高肿瘤区域的局部温度，选择性地杀死肿瘤细胞，而对人体正常组织细胞不造成伤害，大大降低了全身系统毒性，因此光热治疗被看作是非常有潜力替代手术治疗肿瘤的技术之一。在现有的多模态成像技术中，光声成像(photoacoustic imaging，PA)和X射线计算机断层扫描成像(X-ray computed tomography imaging，CT)结合的双模式成像在肿瘤的临床诊断中具有明显的优势，这主要是由于这种双模式成像结合了PA成像和CT成像各自的优势：1)PA成像对软组织具有非常高的分辨率和灵敏度，且能够实现实时成像；2)CT成像具有高空间分辨率、无探测深度限制、且可实现3D成像等优点。
[0003] 为了更加安全、有效的对肿瘤实施光热治疗，人们会利用多模态成像技术进行实时诊断，在治疗之前需要确定肿瘤的位置、大小和轮廓，在治疗过程中需要对药物制剂是否在病灶部位成功富集以及治疗之后的疗效等进行实时监测。因此，寻找一种能够同时对肿瘤进行多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂(photothermal theranostic nanoagents)显得格外重要。理想的用于多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂应该具有以下性质：纳米尺寸可控在20～200nm之间，较强的近红外光(650～950nm)吸收且较高的光热转换效率，水溶性好且低毒性，能够显著增强肿瘤成像信号，颗粒表面富含官能团易于修饰靶向小分子或者抗体。至今为止，已报道了几种多功能纳米光热诊疗制剂，例如：Fe3O4@聚多巴胺纳米复合物体，TaOx@聚吡咯纳米粒子等，Au@普鲁士蓝纳米粒子等。尽管这些多功能纳米光热诊疗制剂已经取得了令人瞩目的进步，但是在具体生物医学应用方面它们还有很多的局限性，例如合成过程复杂、生物安全性差、成像诊断和光热性能有待提高，且缺乏临床实验验证等。此外，这类多功能纳米光热诊疗制剂的种类还是非常有限的。因此，人们仍然需要开发新型的多功能纳米光热诊疗制剂用于肿瘤诊断和治疗。
[0004] 经检索国内外有关Bi2Se3纳米材料方面的文献和专利结果表明，在本发明申请之前，还没有发现有基于多孔Bi2Se3纳米海绵材料及其合成方法和在生物医学领域用于肿瘤多模态成像和光热治疗应用方面的报道。
发明内容
[0005] 本发明是要解决已开发的多模态成像诊断和光热治疗的多功能纳米光热诊疗制剂合成过程复杂、成像诊断和光热性能以及生物安全性有待提高，且缺乏临床实验验证的问题，而提供一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料、其制备方法及应用。
[0007] 一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法是按照以下步骤进行的：
[0008] 一、将铋盐加入到酸溶液中，得到反应体系，向反应体系中加入强碱、二元醇和有机高分子聚合物，超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应1h～5h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到白色三氧化二铋纳米球样品，将白色三氧化二铋纳米球样品分散于水中，得到三氧化二铋纳米球分散液；所述三氧化二铋纳米球分散液的浓度为(10～30mg/mL)；
[0009] 所述铋盐的质量与酸溶液的体积比为1g:(20～25)mL；所述铋盐与强碱的质量比为1:(0.2～0.4)；所述铋盐的质量与二元醇的体积比为1g:(120～150)mL；所述铋盐与有机高分子聚合物的质量比为1:(2.5～3.5)；
[0010] 二、将硒源和葡萄糖溶解于水中，超声分散均匀，然后向其中加入三氧化二铋纳米球分散液，超声混合均匀超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应12h～24h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到固体物，对固体物进行透析3d～6d后，再采用乙醇洗涤3～5次，最后在温度为20℃～120℃的条件下真空干燥，得到黑色的多孔Bi2Se3纳米海绵材料；
[0011] 所述硒源的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(40～60)mL；
[0012] 所述葡萄糖的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(10～20)mL；
[0013] 所述透析中采用的透析管的截留分子量为8000～10000Da。
[0014] 一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为光热转换纳米材料用于肿瘤的光热治疗。
[0015] 一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为多模态成像造影剂用于生物医学多模态成像。
[0016] 本发明的有益效果是：
[0017] 本发明制备的多孔Bi2Se3纳米海绵材料呈现不规则球形，粒径均一且形貌可控，通过简单地改变反应所需的原料配比、温度或者反应时间可以自由改变纳米材料的尺寸大小，具有很多的介孔和大孔，结构类似多孔海绵状；在水溶液中分散性良好，在近红外区具有较强吸收，且具有很高的光热转换效率和光热稳定性，其光热转换效率和光热稳定性远远高于金纳米材料(如金棒、金壳等)，且在近红外激光的照射下能够有效地杀伤肿瘤细胞；经动物实验验证，本发明材料生物安全性良好，且能够显著增强PA成像和CT成像信号，在肿瘤的多模态成像诊断和光热治疗结合方向具有重要的应用前景。其制备过程简单、可控性好、能耗要求低、易于规模化生产。其毒性低，具有良好的生物安全性。附图说明
[0018] 图1为实施例一步骤一得到白色三氧化二铋纳米球样品的TEM图；
[0019] 图2为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的TEM图；
[0020] 图3为实施例一步骤一得到白色三氧化二铋纳米球样品和多孔Bi2Se3纳米海绵材料的XRD图谱，其中1为白色三氧化二铋纳米球样品，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料；
[0021] 图4为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的氮气吸附脱附曲线图，其中1是吸附曲线，2是脱附曲线；
[0022] 图5为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的孔径分布图；
[0023] 图6为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液的紫外吸收光谱，其中1为浓度为10μg/mL，2为浓度为20μg/mL，3为浓度为30μg/mL，4为浓度为40μg/mL，5为浓度为50μg/mL，6为浓度为60μg/mL，7为浓度为80μg/mL，8为浓度为100μg/mL；
[0024] 图7为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液光热升温曲线图，其中1为浓度为0μg/mL，2为浓度为10μg/mL，3为浓度为50μg/mL，4为浓度为100μg/mL，5为浓度为200μg/mL；
[0025] 图8为去离子水和实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液的光热升温冷却曲线图，其中1为去离子水，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液；
[0026] 图9为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液激光关闭后冷却阶段时间常数(τs)拟合图；
[0027] 图10为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液光热升温循环图，其中1为激光开启，2为激光关闭；
[0028] 图11为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的HUVEC和HeLa细胞毒性测试图；其中1为HUVEC，2为HeLa；
[0029] 图12为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的光热治疗细胞活力图，其中1为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为0，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为2μg/mL，3为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为5μg/mL，4为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为10μg/mL，5为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为20μg/mL，6为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为40μg/mL，7为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为60μg/mL
[0030] 图13为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外PA成像信号增强图；
[0031] 图14为未注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内PA成像图；
[0032] 图15为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料1小时后的体内PA成像图；
[0033] 图16为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料6小时后的体内PA成像图；
[0034] 图17为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外CT成像信号增强图；
[0035] 图18为未注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内CT成像图；
[0036] 图19为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内CT成像图。
具体实施方式
[0037] 具体实施方式一：本实施方式以铋盐、酸溶液、强碱、二元醇、有机高分子聚合物、硒源和葡萄糖为原料制备的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的粒径为50nm～200nm，光热转换效率达到20％～35％。
[0038] 具体实施方式二：本实施方式一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法是按照以下步骤进行的：
[0039] 一、将铋盐加入到酸溶液中，得到反应体系，向反应体系中加入强碱、二元醇和有机高分子聚合物，超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应1h～5h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到白色三氧化二铋纳米球样品，将白色三氧化二铋纳米球样品分散于水中，得到三氧化二铋纳米球分散液；所述三氧化二铋纳米球分散液的浓度为(10～30mg/mL)；
[0040] 所述铋盐的质量与酸溶液的体积比为1g:(20～25)mL；所述铋盐与强碱的质量比为1:(0.2～0.4)；所述铋盐的质量与二元醇的体积比为1g:(120～150)mL；所述铋盐与有机高分子聚合物的质量比为1:(2.5～3.5)；
[0041] 二、将硒源和葡萄糖溶解于水中，超声分散均匀，然后向其中加入三氧化二铋纳米球分散液，超声混合均匀超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为100℃～200℃的条件下反应12h～24h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到固体物，对固体物进行透析3d～6d后，再采用乙醇洗涤3～5次，最后在温度为20℃～120℃的条件下真空干燥，得到黑色的多孔Bi2Se3纳米海绵材料；
[0042] 所述硒源的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(40～60)mL；
[0043] 所述葡萄糖的质量与三氧化二铋纳米球分散液的体积比为1g:(10～20)mL；
[0044] 所述透析中采用的透析管的截留分子量为8000～10000Da。
[0045] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中所述铋盐为乙酸铋、硝酸铋、碳酸铋、枸橼酸铋和氯化铋中的一种或其中几种的混合物，为混合物时按任意比混合。其他与具体实施方式二相同。
[0047] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤一中所述强碱为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种或两种的混合物，为混合物时按任意比混合。其他与具体实施方式二至四之一相同。
[0048] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是：步骤一中所述二元醇为乙二醇、丙二醇和丁二醇中的一种或其中几种的混合物，为混合物时按任意比混合。其他与具体实施方式二至五之一相同。
[0049] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是：步骤一中所述有机高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或其中几种的混合物，为混合物时按任意比混合。其他与具体实施方式二至六之一相同。
[0050] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是：步骤二中所述硒源为亚硒酸钠、硒酸钠、亚硒酸钾、硒酸钾、二氧化硒和硒粉中的一种或其中几种的混合物，为混合物时按任意比混合。其他与具体实施方式二至七之一相同。
[0051] 具体实施方式九：本实施方式一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为光热转换纳米材料用于肿瘤的光热治疗。
[0052] 具体实施方式十：本实施方式一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的应用是将具有多孔Bi2Se3纳米海绵材料作为多模态成像造影剂用于生物医学多模态成像。
[0053] 采用以下实施例验证本发明的有益效果：
[0054] 实施例一：一种多孔Bi2Se3纳米海绵材料的制备方法是按照以下步骤进行的：
[0055] 一、将0.364g Bi(NO3)3·5H2O加入到10mL浓度为1mol/L的HNO3溶液中，得到反应体系，向反应体系中加入0.108g NaOH、50mL乙二醇和1.2g PVP，超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为150℃的条件下反应3h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到白色三氧化二铋纳米球样品，将白色三氧化二铋纳米球样品分散于10mL水中，得到三氧化二铋纳米球分散液；
[0056] 二、将0.2g Na2SeO3和0.614g葡萄糖溶解于30mL水中，超声分散均匀，然后向其中加入10mL三氧化二铋纳米球分散液，超声混合均匀超声混合均匀后转移至高压反应釜中在温度为150℃的条件下反应12h，反应结束后冷却至室温，采用去离子水离心分离并洗涤3～5次，得到固体物，对固体物进行透析3d～6d后，再采用乙醇洗涤3～5次，最后在温度为50℃的条件下真空干燥12h，得到黑色的多孔Bi2Se3纳米海绵材料；所述透析中采用的透析管的截留分子量为8000～10000Da。
[0057] 图1为实施例一步骤一得到白色三氧化二铋纳米球样品的TEM图；图2为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的TEM图；从图1和图2可以看出，本实施例制备的白色三氧化二铋纳米球样品的性状为球形，而得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的形状为不规则球形，结构类似多孔海绵状，白色三氧化二铋纳米球样品平均粒径约为125nm，而多孔Bi2Se3纳米海绵材料的平均粒径约为131nm。图3为实施例一步骤一得到白色三氧化二铋纳米球样品和多孔Bi2Se3纳米海绵材料的XRD图谱，其中1为白色三氧化二铋纳米球样品，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料；从图3可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料结晶性良好。多孔Bi2Se3纳米海绵材料，其结构中含有很多介孔和大孔，图4为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的氮气吸附脱附曲线图，其中1是吸附曲线，2是脱附曲线；从图4可以看出
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曲线呈现Ⅳ型，经计算其BET比表面积为67.83m/g，总孔隙体积为0.478cm/g；图5为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的孔径分布图；从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料中有很多介孔和大孔的存在。图6为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液的紫外吸收光谱，其中1为浓度为10μg/mL，2为浓度为20μg/mL，3为浓度为30μg/mL，4为浓度为40μg/mL，5为浓度为50μg/mL，6为浓度为60μg/mL，7为浓度为
80μg/mL，8为浓度为100μg/mL；
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曲线呈现Ⅳ型，经计算其BET比表面积为67.83m/g，总孔隙体积为0.478cm/g；图5为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的孔径分布图；从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料中有很多介孔和大孔的存在。图6为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液的紫外吸收光谱，其中1为浓度为10μg/mL，2为浓度为20μg/mL，3为浓度为30μg/mL，4为浓度为40μg/mL，5为浓度为50μg/mL，6为浓度为60μg/mL，7为浓度为
80μg/mL，8为浓度为100μg/mL；
[0058] 从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料在近红外区域有较强的吸收，并且随着水溶液浓度的升高，其在近红外区的吸收值也随之升高。
[0059] 实施例二：实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的光热性能测试[0060] 光热升温效果测试：将总体积为1mL的不同浓度多孔Bi2Se3纳米材料分散液(0，2
10，50，100，200μg/mL)加入到石英比色皿中，用808nm的激光(1.0W/cm)照射5分钟，利用热电偶每隔一秒测量溶液体系温度。图7为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液光热升温曲线图，其中1为浓度为0μg/mL，2为浓度为10μg/mL，3为浓度为50μg/mL，4为浓度为100μg/mL，5为浓度为200μg/mL；从图7可以看出多孔Bi2Se3纳米材料水溶液在808nm激光器的照射下能够快速升温，且随着纳米材料浓度的增大，升温效果越来越明显，这说明多孔Bi2Se3纳米材料具有优异的光热转换功能。
10，50，100，200μg/mL)加入到石英比色皿中，用808nm的激光(1.0W/cm)照射5分钟，利用热电偶每隔一秒测量溶液体系温度。图7为不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液光热升温曲线图，其中1为浓度为0μg/mL，2为浓度为10μg/mL，3为浓度为50μg/mL，4为浓度为100μg/mL，5为浓度为200μg/mL；从图7可以看出多孔Bi2Se3纳米材料水溶液在808nm激光器的照射下能够快速升温，且随着纳米材料浓度的增大，升温效果越来越明显，这说明多孔Bi2Se3纳米材料具有优异的光热转换功能。
[0061] 多孔Bi2Se3纳米材料的光热转换效率(η)的计算测试：将体积1.0mL的40μg/mL多孔Bi2Se3纳米粒子分散液用808nm激光照射升温直至达到稳态温度，然后关闭激光使溶液自然冷却到室温，过程中每20秒记录一次温度，同时以1mL去离子水作为对照组。
[0062] 图8为去离子水和实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液的光热升温冷却曲线图，其中1为去离子水，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液；图9为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液激光关闭后冷却阶段时间常数(τs)拟合图；经计算，多孔Bi2Se3纳米材料的光热转换效率η约为31.1％，高于人们研究的最多的用于光热治疗的金纳米材料的光热转换效率(金棒21％，金壳13％)，这表明多孔Bi2Se3纳米材料具有优秀的光热转换性质。
[0063] 多孔Bi2Se3纳米材料的光热稳定性测试：将1mL的200μg/mL的多孔Bi2Se3纳米材料分散液用808nm激光照射5分钟后，自然冷却到室温，然后再次开启激光器照射5分钟，自然冷却，以此循环5次，记录温度变化。
[0064] 图10为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液光热升温循环图，其中1为激光开启，2为激光关闭；从图10可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料在使用激光器反复照射后升温性能保持稳定，说明多孔Bi2Se3纳米海绵材料具有优异的光热稳定性。
[0065] 实施例三：实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外细胞毒性实验：
[0066] 将HUVEC细胞和HeLa细胞在96孔的培养板上培养，然后加入不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料(0，5，10，50，100，200，300，400μg/mL)培养24小时，用CCK-8试剂盒测定细胞活力。
[0067] 图11为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的HUVEC和HeLa细胞毒性测试图；其中1为HUVEC，2为HeLa；从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料对HUVEC细胞和HeLa细胞基本上是无毒的，表明其具有良好的生物安全性。
[0068] 实施例四：实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料体外对HeLa细胞光热治疗评价实验：
[0069] 将HeLa细胞在96孔板的培养板上培养过夜，加入不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液(0，2，5，10，20，40，60μg/mL)继续培养12小时，然后利用808nm激光分别照射细胞0、5和10分钟，用CCK-8试剂盒测定细胞活力。图12为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的光热治疗细胞活力图，其中1为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为0，2为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为2μg/mL，3为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为5μg/mL，4为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为10μg/mL，5为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为20μg/mL，6为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为40μg/mL，7为多孔Bi2Se3纳米海绵材料浓度为60μg/mL，从图12可以看出在808nm激光器照射下，多孔Bi2Se3纳米海绵材料能够显著杀伤HeLa细胞，且随着材料浓度的升高和照射时间的延长，杀伤效果越来越明显。
[0070] 实施例五：实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外、体内PA成像测试[0071] 体外PA成像测试：不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的水溶液(0.02，0.04，0.08，0.12，0.16，0.24mg/mL)加入到PA成像琼脂糖凝胶假体小孔(直径约1.0cm)中，置于MSOT InVision 128 PA成像系统中扫描PA信号增强效果，记录光声信号强度。图13为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外PA成像信号增强图；从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料能明显增强溶液体系的PA信号强度，且随着溶液浓度的增加，PA信号越来越强。
[0072] 体内PA成像测试：200μL实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的PBS分散液(2.0mg/mL)尾静脉注射到移植有皮下肿瘤的裸鼠体内，分别于注射前0h、注射后1h和6h将裸鼠置于MSOT InVision 128 PA成像系统中扫描PA信号，在扫描过程中用温水系统保证裸鼠的体温为37.5℃，实验结束后收集数据进行图像重建。图14为未注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内PA成像图；图15为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料1小时后的体内PA成像图；图16为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料6小时后的体内PA成像图；从图中可以看出注射后6h在肿瘤区域表现出比周围组织更明亮的PA信号，而且注射后肿瘤区域的PA信号明显高于注射前的PA信号。
[0073] 实施例六：实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外、体内CT成像测试[0074] 体外CT成像测试：将不同浓度的实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料水溶液(0，0.22，0.88，3.5，14，56mg/mL)置于1.5mL离心管中，置于小动物CT成像系统中扫描，利用配套的CT软件进行图像分析和CT值的计算。
[0075] 图17为实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体外CT成像信号增强图；从图中可以看出多孔Bi2Se3纳米海绵材料能明显增强溶液体系的CT信号强度，且随着溶液浓度的增加，CT信号(亨斯菲尔德值，Hounsfield units，HU)越来越强且与溶液浓度成正相关。经计算，多孔Bi2Se3纳米海绵材料的X射线吸收系数为35.7HU·mL/mg，明显高于临床常用的碘普罗胺的吸收系数(16.4HU·mL/mg)。
[0076] 体内CT成像测试：移植有肿瘤的裸鼠瘤内注射200μL实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的PBS分散液(10mg/mL)，20分钟后将老鼠用异氟烷麻醉后置于小动物CT成像系统中进行CT扫描，收集数据进行图像重建。图18为未注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内CT成像图；图19为注射实施例一得到的多孔Bi2Se3纳米海绵材料的体内CT成像图；从图中可以看出注射前肿瘤区域几乎没有CT信号，而注射后肿瘤区域表现出明亮的CT信号，说明多孔Bi2Se3纳米海绵材料能够显著增强活体CT成像信号。
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